辫状河三角洲的沉积环境一般远离断裂带，基底沉降稳定，水浅、坡缓。砂泥岩垂向频繁间互，横向指状交互，具备岩性油气藏的成藏条件，砂体储集性和含油气性均好^[1-7]。截至2014年，鄂尔多斯盆地苏里格地区天然气探明储量为4.23万亿m³，苏里格南部地区天然气总资源量为1.5万亿m³，基本探明储量为0.3万亿m³，探明率仅为20%，现已成为重要的天然气储量增长接替区。中二叠世时期，苏里格南部地区的陆源碎屑物由北部进入，形成辫状河三角洲^[8-10]，沉积地层为石盒子组，而下石盒子组盒8段则是主要的生产层段。

近年来，许多学者对苏里格地区构造、沉积、层序、储层等方面都进行过深入研究^[11-13]。郭英海等^[9]认为，苏里格地区二叠系沉积体系由北部的辫状河向南逐渐过渡为辫状河三角洲，最后入湖；何自新等^[14]认为，苏里格气田主力含气层段为二叠系下石盒子组盒8段和山西组山1段砂岩储层；胡光明等^[15]在研究苏里格地区盒8段时，对Wright河流相层序地层模式进行了修改，将河流层序进行四分：水退体系域、低位体系域、水进体系域及高位体系域；赵会涛等^[16]对苏里格东部盒8段致密砂岩气低产原因进行了研究；刘晓鹏等^[17]对苏里格北部盒8段砂体形成机理进行了分析；张莉等^[18]对定边地区盒8段储层的成岩作用进行了研究。但是，针对苏南地区盒8段储层岩相和沉积模式的对应关系研究相对较少，因此，以鄂尔多斯盆地苏里格南部盒8段目的层为例，通过岩心描述，结合测井曲线模板，对比沉积微相分布，对沉积模式中不同沉积位置的岩相组合进行研究，以期为指导鄂尔多斯盆地砂体展布和油气勘探提供借鉴。

鄂尔多斯盆地是一个叠合含油气盆地。古生代时期，盆地构造由克拉通演化为克拉通坳陷。根据盆地构造形态和基底特征等，将鄂尔多斯盆地划分为渭北隆起带、西缘冲断带、陕北斜坡、晋西挠褶带、天环坳陷和伊盟隆起等6个一级构造带^[19-20]。苏南地区位于陕北斜坡西部中段，紧邻天环坳陷，勘探面积为9 000 km²（图 1）。

图 1

Fig. 1

下载eps/tif图 图 1 鄂尔多斯盆地研究区位置及构造单元划分 Fig. 1 Tectonic unit divisions and location of the study area in Ordos Basin

苏南地区盒8段含气层主要为下二叠统山西组和下石盒子组碎屑岩；主要生产层段是下石盒子组盒8段，平均厚度为80~100 m，埋深为3 400~ 4 200 m（图 2）；发育辫状河三角洲相沉积体系，北部为辫状河三角洲平原亚相，南部为辫状河三角洲前缘亚相^[21]。

图 2

Fig. 2

下载eps/tif图 图 2 鄂尔多斯盆地石盒子组盒8段地层 Fig. 2 Stratigraphic unit of the eighth member of Shihezi Formation in Ordos Basin

岩性、粒度和层理类型的不同反映了所形成的水动力条件、搬运方式及沉积作用机理也不同。岩相是分析沉积物形成过程的第一要素，也是沉积微相研究的基础工作^[22-24]。

通过对苏南地区22口取心井岩心的岩性、粒度、沉积构造等特征进行分析，认为北部盒8段岩心以灰白色—浅灰绿色为主，粒度较粗，粗砂岩—含砾粗砂岩大量发育；砾石定向排列，分选好，磨圆差，说明离物源较近；细砂岩—中砂岩多为浅灰白—浅灰绿色，常见多组、厚层、大中型板状—槽状交错层理，底部多见冲刷面，反映了水动力强的特点；粉砂岩平行层理发育，泥岩欠发育，多为砂泥互层，部分井可见花斑状泥岩，反映了水上暴露的沉积环境。

南部岩心颜色较深，砂岩厚度普遍偏薄，粒度也更细，多发育灰绿色中细砂岩—中砂岩，偶尔可见浅灰绿色砂砾岩，分选、磨圆均较好；发育板状—槽状交错层理，同时还可见流水沙纹；粉细砂岩—细砂岩通常为灰绿色，多见炭屑或炭质纹层；粉砂岩和泥岩普遍为深灰色、厚层状，白云母大面积分布，呈鳞片状，反映了沉积物卸载、水动力突然变弱的沉积环境。

根据以上岩心观察，将盒8段岩相划分为以下8种类型^[25]（图 3）：①  块状层理砾岩相（Gm）。由次圆—圆状、分选差、呈块状杂乱堆积的砾石组成，为辫状河道底部滞留的砾石沉积；②  槽状交错层理含砾砂岩相（Gt）。砂岩中发育大型槽状交错层理，且槽状交错层理的纹层面见砾石定向排列、磨圆较好，属于辫状河道的冲刷、迁移、充填沉积；③  板状交错层理含砾砂岩相（Gp）。由磨圆较好、分选中等的粗砂岩组成，发育多组下切和下截型板状交错层理，且在纹层面见砾石，为顺流加积形成的心滩坝沉积；④  槽状交错层理砂岩相（St）。由磨圆、分选较好的中细砂岩组成，发育小型槽状交错层理，为河道下切、迁移、充填沉积；⑤  板状交错层理砂岩相（Sp）。由磨圆、分选中等的中粗砂岩组成，发育多组低角度板状交错层理，为滩坝沉积；⑥  平行层理细砂岩相（Sh）。由细砂岩组成，发育平行层理，为高流态下砂体沉积和水上河漫砂细粒沉积；⑦  流水沙纹层理粉砂岩相（Fr）。由岩石粒度较细的浅灰白色、灰绿色粉砂岩组成，流水沙纹层理幅度较低，反映水动力强度相对较弱，为水下泥质或漫溢砂沉积；⑧  块状层理泥岩相（M）。由块状泥岩组成，经暴露风化后呈深灰色、深灰绿色，为泛滥泥或水下泥质沉积，个别井可见红褐色花斑状泥岩，代表了水上暴露环境。

图 3

Fig. 3

下载eps/tif图 图 3 苏南地区盒8段典型岩相类型 Fig. 3 Typical lithofacies of the eighth member of Shihezi Formation in the southern Sulige

碎屑岩储层沉积相分析最常用的测井曲线是GR和SP曲线，有时也配合R_t，AC，CNL及DEN曲线。

对鄂尔多斯盆地苏南地区167口单井测井曲线（可分为5种类型：箱形、漏斗形、钟形、指形、线形）和22口取心井进行分析，总结出钻遇地层的主要沉积微相，再依据测井相分析的基本特征（形态、幅度、接触关系以及组合特征），最终得出苏南地区测井相模板（图 4）。

图 4

Fig. 4

下载eps/tif图 图 4 苏南地区盒8段测井相模板 Fig. 4 Log facies template of the eighth member of Shihezi Formation in the southern Sulige

根据167口井的盒8段砂体厚度，结合测井相模板、单井沉积微相，确定出研究区辫状河三角洲三维沉积微相的分布，即北部为辫状河三角洲平原亚相，南部为辫状河三角洲前缘亚相。主要沉积微相为河道、河漫砂、心滩、泛滥泥、水下分流河道、水下漫溢砂、河口坝和水下分流间湾。

岩相在垂向上可相互组合构成多种组合类型，综合考虑岩相、岩相组合及沉积体系之间的关系，对应不同井的岩相组合类型（图 5），刻画出苏南地区盒8段沉积模式，认为不同的岩相组合分布于不同的沉积亚相中（图 6）。

图 5

Fig. 5

下载eps/tif图 图 5 苏南地区盒8段岩性类型及柱状图 Fig. 5 Lithofacies types and columnar sections of the eighth member of Shihezi Formation in the southern Sulige

图 6

Fig. 6

下载eps/tif图 图 6 苏南地区盒8段沉积微相模式及岩相类型分布 Fig. 6 Sedimentary microfacies model and lithofacies distribution of the eighth member of Shihezi Formation in the southern Sulige

利用岩相组合特征可以准确指示垂向沉积序列，是判别沉积环境的重要手段^[26]。根据钻井岩心柱的描述，苏南地区盒8段主要发育以下4种典型的岩相组合类型（参见图 5）。

（1）组合类型A（M-Gm-Gt↔Gp↔Sh↔M）

以苏199井为例，该井具有向上变细的正粒序特点，底部常在泥岩之上发生冲刷，发育河道滞留砾岩（Gm）沉积，向上过渡为槽状交错层理含砾中粗砂岩相（Gt）和板状交错层理含砾中粗砂岩相（Gp），反映河道迁移并侧向加积。再向上偶尔发育平行层理细砂岩相（Sh），顶部发育块状泥岩相（M），为洪泛退却期披覆于前期砂体之上的薄层泥。

（2）组合类型B（M-Gm-Gt↔Gp↔Sh↔M-St↔Sp↔Fr↔M）

以苏383井为例，该井底部常在泥岩之上发育河道滞留砾岩（Gm）冲刷沉积，向上过渡为槽状交错层理含砾中粗砂岩相（Gt）和板状交错层理含砾中粗砂岩相（Gp）。再向上水动力减弱，发育槽状交错层理砂岩相（St）和板状交错层理砂岩相（Sp）。泥岩段中夹平行层理细砂岩相（Sh），偶尔夹一套流水沙纹层理粉砂岩相（Fr）。

（3）组合类型C（M-St↔Sp↔Fr↔M）

以莲7井为例，该井底部是泥岩，中间发育槽状交错层理砂岩相（St）、板状交错层理砂岩相（Sp）和流水沙纹层理粉砂岩相（Fr），多与泥岩互层。

（4）组合类型D（M↔Fr）

以苏217井为例，该井泥岩大量发育，少量的流水沙纹层理粉砂岩相（Fr）夹于其中。

根据苏南地区盒8段主要发育的4种典型的岩相组合类型，并结合沉积模式，认为这4种岩相组合类型具有以下分布规律（参见图 6）。

（1）苏199井位于研究区北边界的中部，组合类型A主要分布在水动力较强的辫状河三角洲平原亚相中，剖面上岩相叠置。组合类型A边界位于湖岸线附近，向上岩相靠近物源分布。

（2）苏383井位于研究区的北部，组合类型B分布在位于由水动力强的辫状河三角洲平原亚相中，向上过渡到水动力弱的辫状河三角洲前缘亚相的过渡带，剖面上跨过2个亚相。

（3）莲7井位于研究区的中部，组合类型C多分布在位于辫状河三角洲前缘亚相中水道多的地方，砂泥岩互层较发育，组合类型C边界位于湖岸线以下。

（4）苏217井位于研究区的西边界中部的深湖区，组合类型D为典型的水下湖相泥岩沉积，且主要分布在三角洲前缘亚相的深湖区。

（1）通过岩心观察描述，在苏南地区盒8段中部共识别出8种岩相：块状层理砾岩相（Gm）；槽状交错层理含砾砂岩相（Gt）；板状交错层理含砾砂岩相（Gp）；槽状交错层理砂岩相（St）；板状交错层理砂岩相（Sp）；流水沙纹层理粉砂岩相（Fr）；平行层理细砂岩相（Sh）；块状层理泥岩相（M）。

（2）根据测井资料，结合岩心描述，建立了测井相模板，并将沉积亚相划分为8个沉积微相：河道、河漫砂、心滩、泛滥泥、水下分流河道、水下漫溢砂、河口坝和水下分流间湾。

（3）通过单井测井曲线形态和岩心描述，将8种岩相又分为4种典型的岩相组合：M-Gm-Gt↔ Gp↔Sh↔M；M-Gm-Gt↔Gp↔Sh↔M-St↔Sp↔Fr ↔M；M-St↔Sp↔Fr↔M；M↔Fr。

（4）结合测井相模板，刻画出了沉积模式图。苏南地区北部辫状河三角洲平原砂体明显好于南部三角洲前缘砂体，岩相组合类型A多分布于北部的辫状河三角洲平原，岩相组合类型B多分布于北部的辫状河三角洲平原和前缘的过渡带，岩相组合类型C多分布于南部三角洲前缘的河道发育区，岩相组合类型D多分布于西南部辫状河三角洲前缘的深湖区。